油莎豆CeWRKY转录因子响应非生物胁迫的功能表征

油莎豆亦称油莎草,地上部分是优质牧草,地下块茎可积累大量油脂,抗逆性强、适应性广,是一种新型饲草和油料作物。WRKY是一类数量庞大的转录因子超家族,广泛参与调控植物生长发育、物质代谢和胁迫应答等生理过程。然而,有关于油莎豆WRKY家族成员及其功能知之甚少。本研究基于转录组分析,鉴定出67条油莎豆WRKY转录因子。系统发育树结果显示,油莎豆CeWRKY与拟南芥AtWRKY类似,分为I、Ⅱ、Ⅲ3个亚家族。CeWRKYs均具有典型的WRKY结构域和锌指结构域,其中7条蛋白序列的WRKY结构域存在变异,可能与WRKY成员功能歧化相关。油莎豆CeWRKY蛋白的序列长度、相对分子量、等电点等存在较大差异,均为亲水性蛋白,不含跨膜结构,亚细胞定位预测均位于细胞核。CeWRKY基因在块茎发育时期的表达模式具有时空特异性。不同CeWRKY基因参与不同逆境胁迫响应,其中CeWRKY8基因分别在干旱、盐、碱胁迫处理的油莎豆幼苗中表达谱变化显著,可能是参与油莎豆逆境胁迫响应调控的一个主效转录因子。本研究为深入解析油莎豆CeWRKY转录因子的多样性生物学功能以及介导逆境胁迫应答的分子机制奠定了基础,亦为优质高抗油莎豆新品种培育提供科学参考。

油莎豆生长素受体TIR1基因家族鉴定及响应盐胁迫和外源IBA的表达分析

特色油料作物油莎豆(Cyperus esculentus L.)地下块茎可积累大量油脂,且具有适应性广和抗逆性强等特点,是研究植物抗逆性和地下营养器官富集油脂的优异材料。运输抑制剂响应蛋白1(transport inhibitor response protein 1,TIR1)作为生长素受体可调控植物生长发育和响应非生物胁迫。然而,油莎豆CeTIR1的相关研究鲜有报道。本研究基于油莎豆转录组数据筛选鉴定出4个油莎豆TIR1基因(CeTIR1-1、CeTIR1-2、CeTIR1-3和CeTIR1-4),并采用RT-PCR技术克隆到4个CeTIR1成员的ORFs。生物信息学分析表明,4个CeTIR1蛋白含有典型的F-box蛋白结构域、AMN1超结构域和Transp_inhibit结构域。CeTIR1s序列长度、编码蛋白相对分子量和等电点等理化性质差异较小。4个CeTIR1分别与禾本目莎草科、木犀科及十字花科的植物来源的TIR1s在进化上亲缘关系较近。基因表达分析显示,油莎豆CeTIR1基因在不同组织表达水平差异显著,均在块茎组织中高表达,在根和叶组织中表达量较低。盐胁迫处理下油莎豆幼苗抗氧化酶活性和MDA含量升高,添加外源IBA处理后,盐胁迫油莎豆幼苗的抗氧化酶活性进一步升高且MDA含量降低。这预示着IBA可以缓解盐胁迫对油莎豆幼苗生长的不利影响。qRT-PCR结果显示,4个CeTIR1基因在盐胁迫处理幼苗中表达量增加,外源添加IBA亦可显著上调CeTIR1-2基因的表达。综合分析显示CeTIR1-2可能是参与调控油莎豆幼苗响应盐胁迫的一个重要基因。研究结果可为挖掘生长素调控油莎豆生长发育和抗逆性相关功能基因以及油莎豆逆境栽培研究提供科学依据和重要参考。

球型支座转动力矩简化公式的理论研究

针对根据规范《桥梁球型支座》(GB/T 17955-2009)中给出的球型支座转动力矩估算公式算得的转动力矩值与试验值存在较大误差的问题,对球型支座转动力矩公式进行改进。根据2个基本假定(球冠曲面所受压力沿曲面均匀分布,方向指向球心;球冠平面对转动板的压力为梯形分布),建立球型支座转动的理论分析模型,通过理论推导得到球型支座转动力矩的计算公式,并根据实际支座的参数范围对公式进行了一定的简化处理。通过对简化公式的分析及试验可知,简化公式考虑了球冠曲面和平面2个表面摩擦力对转动力矩的影响,与规范公式相比,其计算结果更接近于试验值,证明了其合理性和准确性。

考虑转动的双曲面球型减隔震支座竖向位移分析

双曲面球型减隔震支座的转动会造成支座竖向高度的变化,对连续梁桥内力造成影响。为了研究双曲面球型减隔震支座转动中的竖向位移,在分析了纯转和伴随水平位移的转动两种转动情况的转动过程基础上,建立了双曲面球型减隔震支座转动简化模型,通过理论推导得到了支座转动竖向位移公式。同时分析了双曲面球型减隔震支座转动中竖向位移的影响因素,为双曲面球型减隔震支座设计和连续梁桥内力计算提供理论依据。

硅灰石表面有机改性及性能表征

利用干法工艺改性法库地区硅灰石,研究了改性剂种类及用量、改性温度和改性时间对改性效果的影响。借助接触角测量仪、X射线衍射仪、红外光谱、热重分析和扫描电子显微镜表征改性前后硅灰石的性能。结果表明,适宜的改性剂为KH-570,最佳改性工艺为改性剂用量3%(占粉体总质量),改性温度80℃,改性时间40 min。最佳条件下,改性硅灰石的接触角为109.186°,活化指数为99.97%。表面改性过程对硅灰石的物相组成、化学结构、热分解和形貌没有明显影响。KH-570改性硅灰石的实质为KH-570水解生成硅醇或硅羟基,包覆在硅灰石表面,从而使得硅灰石表面由亲水性变为疏水性。

油莎豆丙酮酸激酶基因的鉴定及其在块茎发芽和幼苗形态建成时期的表达分析

丙酮酸激酶(PK)是调控糖酵解途径的关键限速酶,在植物基础物质代谢等生物学过程中起着重要的作用。油莎豆(Cyperus esculentus L.)的块茎富含油脂、淀粉、糖等营养物质,是研究碳代谢及调控机制的一个理想模型。本研究基于转录组分析鉴定出7个油莎豆CePK基因,包括3个质体型CePKp(CePKpα、CePKpβ1和CePKpβ2)和4个细胞质型CePKc(CePKc1、CePKc2、 CePKc3和CePKc4)。CePK编码的CePK蛋白均具有典型的PK和PK_C结构域,同一类型的CePK蛋白的序列长度、相对分子质量、稳定性和等电点等基本相似。CePKp为亲水蛋白,亚细胞定位预测位于叶绿体。CePKc为稳定的疏水蛋白,亚细胞定位预测位于细胞质。三级结构预测结果显示,CePK均为同源四聚体。在块茎发芽和幼苗建成时期,CePK基因的表达模式具有时空特异性,预示着CePK基因可能差异化调控块茎营养物质的代谢途径。该研究为深入解析油莎豆块茎发芽和幼苗建成的碳流通以及分配等生物学过程协同调控机制和油莎豆高产优质育种提供了新的科学依据。

十二烷基硫酸钠对三水碳酸镁晶体制备的影响

以辽宁岫岩高纯度菱镁矿为初始原料,采用水化碳酸化法制备前驱体重镁水(Mg(HCO3)2),并热解Mg(HCO3)2溶液制备三水碳酸镁晶须。运用XRD和图像分析仪考察Mg(HCO3)2溶液热分解温度,添加剂种类及用量对产物的物相组成及微观形貌的影响。研究发现:当Mg(HCO3)2溶液热分解温度为50℃,添加剂为十二烷基硫酸钠SDS且添加量为3.0g/L时,可获得平均粒径为3.0μm、长径比高达37、分散性良好的三水碳酸镁晶须;SDS对三水碳酸镁晶须的定向生长具有促进作用。研究成果有助于获取更高的产品附加值,对菱镁矿行业的绿色可持续发展具有促进作用。

紫苏WRI1转录因子的鉴定、表达分析及低温胁迫响应

紫苏[Perilla frutescens(L.)Britt.]是一种新型油料经济作物。转录因子WRI1(WRINKLED1)参与调控植物油脂合成积累。为探究紫苏PfWRI1在油脂合成积累及胁迫响应过程中的分子调控机制,通过分子克隆技术分离得到PfWRI1的完整编码区,利用生物信息学分析工具和半定量PCR(sqRT-PCR)及实时荧光定量PCR(qRTPCR)技术对序列特征及表达水平等进行分析。结果显示:PfWRI1转录因子属于AP2(APETALA2)超家族,包含2个AP2保守结构域;亚细胞定位预测分析显示,PfWRI1转录因子定位于细胞核;无规则卷曲和α-螺旋是PfWRI1蛋白二级结构中的主要结构元件;系统进化分析表明,PfWRI1与芝麻和油梨WRI1的亲缘关系最近;互作蛋白预测表明,PfWRI1蛋白可能与LEC1(LEAFYCOTYLEDON1)、FATA(fatty acyl-acyl carrier protien thioesterase)、FATB和PDAT(phospholipids:diacylglycerol acyltransferase)等存在互作关系;PfWRI1在紫苏的不同组织中均有表达,随种子成熟其表达量呈现先升高后降低的模式,且在发育中后期(开花后30 d)种子的表达量最高,表明PfWRI1可能在紫苏种子油脂合成中具有调控作用;紫苏幼苗经过低温胁迫后,PfWRI1的表达量在胁迫12 h后显著上调,说明PfWRI1可能参与紫苏幼苗冷胁迫响应。这些结果为进一步研究PfWRI1在紫苏油脂合成积累和胁迫响应中的分子机制及功能奠定了基础,为紫苏和其他油料作物的遗传改良和新品种选育提供了理论依据。

大豆转录因子GmWIN1-1的鉴定与表达分析

为挖掘参与大豆胁迫应答的调控基因,研究聚焦大豆转录因子WAX INDUCER1(WIN1/SHN1)家族成员的鉴定和功能分析,以拟南芥AtWIN1编码序列为索引,在大豆转录组数据库中进行Blast比对,鉴定获得1条编码大豆GmWIN1-1转录因子的cDNA序列。通过生物信息学方法和qRT-PCR技术分析GmWIN1-1转录因子的序列特征及其在大豆各组织中和干旱胁迫下的表达水平。结果表明,该序列全长570 bp,编码189个氨基酸,蛋白分子质量为21.2 ku,理论等电点为8.45,为亲水性蛋白。GmWIN1-1蛋白二级结构主要元件为无规则卷曲,三级结构建模与模板5wx9.1蛋白氨基酸序列相似性为45%,为单体蛋白。多序列比对揭示GmWIN1-1与AtWIN1相似性最高。保守基序分析表明,WIN1蛋白具有3个基序,即AP2保守基序、中间基序、C端基序。系统发育分析显示,GmWIN1-1与MtWIN1亲缘关系较近。PlantCARE软件预测,GmWIN1-1启动子含有多个响应逆境胁迫的核心顺式元件。实时荧光定量PCR显示,GmWIN1-1在大豆各组织中的表达水平差异显著,在花器官中表达量最高。干旱胁迫条件下,GmWIN1-1的表达水平呈现先小幅度下降而后快速上调再下降的趋势。大豆GmWIN1-1转录因子在大豆各组织中的表达具有时空特异性,并且可能介导大豆干旱胁迫应答的调控。

大跨小半径变宽度三跨变截面预应力混凝土连续梁设计与施工

娄江大桥为娄江航道上一座(83+145+83)m三跨变截面预应力混凝土连续箱梁桥,具有大跨小半径变宽度结构特点,常规的施工方案难度和风险大。项目中跨采用挂篮节段悬浇施工,边跨采用支架节段现浇施工,成功解决了不断航情况下大跨小半径变宽度三跨变截面预应力混凝土连续梁桥的设计及施工方法问题。建议利用梁格模型或者空间网格模型作为补充验算,对空间梁单元模型所采用的经验系数进行修正后进一步验算。

不同边界条件下PSC桥梁地震动响应分析

不同的边界条件会使结构的地震动力响应、阻尼发生改变,选择合适的边界模拟方法对于评价桥梁结构的抗震性能尤为重要。文章采用Midas Civil有限元软件建立某一级公路中的三跨连续梁桥结构动力模型,通过模拟不同的边界条件,研究和对比结构在地震作用下的动力响应。

紫苏bZIP转录因子全基因组鉴定及对非生物胁迫的响应分析

碱性亮氨酸拉链(bZIP)是一类普遍存在于真核生物的转录因子,广泛参与植物生长发育与逆境胁迫响应等生命过程。为解析紫苏(Perilla frutescens)bZIP(PfbZIP)蛋白的生物学功能,本研究应用组学工具全基因组鉴定PfbZIP家族成员及其理化特征,定量PCR检测PfbZIP基因响应非生物胁迫的表达谱,克隆PfbZIP90编码序列,并进行烟草(Nicotiana tabacum)遗传转化。结果表明,紫苏基因组共鉴定到101个PfbZIP家族成员,不均匀分布于18条染色体。PfbZIP蛋白序列长度在112~1269 aa之间,等电点(pI)为4.84~10.88。主要由二级结构单元α-螺旋和无规则卷曲维持PfbZIP蛋白自身结构。亚细胞定位预测PfbZIP定位于细胞核。片段重复是PfbZIP基因家族进化和扩增的主要驱动力。不同PfbZIP成员之间外显子和内含子数目及分布差异较大。PfbZIP蛋白具有高度保守的碱性区域和亮氨酸拉链结构区域。系统进化分析将PfbZIP家族成员划分为10个亚群。PfbZIP基因启动子区包含大量非生物胁迫响应的顺式元件。表达谱分析显示部分PfbZIP基因表达水平在低温和干旱胁迫的紫苏幼苗以及对照植株中差异显著,其中PfbZIP90在低温和干旱胁迫下均显著上调。与非转基因对照相比,异源超表达PfbZIP90的转基因烟草株系可溶性糖含量升高,电导率和丙二醛含量则显著降低,Nt FAD3基因表达和α-亚麻酸(ALA)含量亦显著增加。这表明PfbZIP90能有效介导紫苏和烟草低温和干旱胁迫应答以及脂肪酸合成调控。这些发现为全面探究PfbZIP家族成员的生物学功能,特别是介导非生物胁迫响应的分子调控机制和油脂品质改良提供了新的科学基础。

紫苏溶血磷脂酸酰基转移酶基因的克隆与功能分析

紫苏(Perillafrutescens)是一种重要食药同源油料作物,种子含油量高达46%-58%,其中α-亚麻酸(C18:3)含量占60%以上。溶血磷脂酸酰基转移酶(lysophosphatidicacid acyltransferase, LPAT)是植物种子三酰基甘油组装过程中的一类关键限速酶。本研究从紫苏发育种子中克隆了其编码基因(PfLPAT2),并利用qRT-PCR技术检测PfLPAT2基因在紫苏不同组织及不同发育时期种子的表达特性。构建PfLPAT2/GFP融合表达载体并通过农杆菌介导瞬时侵染本氏烟草叶片,检测PfLPAT2蛋白的亚细胞定位。构建大肠杆菌(Escherichia coli)表达载体、酵母表达载体和组成型植物过表达载体,分别转化大肠杆菌突变株SM2-1、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)野生型菌株INVSc1和普通烟草(Nicotiana tabacum),分析PfLPAT2蛋白的酶活性及生物学功能。结果表明,紫苏PfLPAT2基因ORF为1 155 bp,编码384个氨基酸。功能结构域预测显示PfLPAT2蛋白具有溶血磷脂酸酰基转移酶典型的保守区。PfLPAT2基因在紫苏根、茎、叶、花和开花后10、20、30、40 d的种子中均有表达,且在开花后20 d的种子中高表达。亚细胞定位结果显示PfLPAT2蛋白定位于细胞质。大肠杆菌功能互补测试表明,PfLPAT2可恢复SM2-1细胞膜脂生物合成,具有LPAT酶活性。与非转基因对照相比,转PfLPAT2基因酵母的总油脂含量显著提高,且脂肪酸各组分的含量发生改变,油酸(C18:1)含量增加明显,预示PfLPAT2对C18:1具有较高的底物偏好性。转基因烟草叶片总脂肪酸含量比对照组提高了约0.42倍,C18:1含量增加了约1倍。转基因株系总脂提高和脂肪酸组分的改变表明PfLPAT2异源表达可以促进宿主油脂合成和健康有益型脂肪酸(C18:1和C18:3)的积累。本研究为深入解析紫苏油脂特别是不饱和脂肪酸合成的分子调控机制和改良油料作物油脂品质提供理论依据和基因元件。

慢

编者推荐:多侧面彰显"慢"——一是"她还执意帮我拎书包";二是"我望着不远处的一棵大杨树,何时才能走到你的身旁呢"——在矛盾冲突中凸显祖孙情。此文可用于"亲情"话题作文。